JP7284170B2 - Fluorinated block copolymers and their applications - Google Patents

Fluorinated block copolymers and their applications Download PDF

Info

Publication number
JP7284170B2
JP7284170B2 JP2020533134A JP2020533134A JP7284170B2 JP 7284170 B2 JP7284170 B2 JP 7284170B2 JP 2020533134 A JP2020533134 A JP 2020533134A JP 2020533134 A JP2020533134 A JP 2020533134A JP 7284170 B2 JP7284170 B2 JP 7284170B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copolymer
monomer
mol
block
vdf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020533134A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021507960A (en
Inventor
セレーナ カレッラ,
アンドレーア ヴィットーリオ オリアーニ,
アレッサンドロ ギエルミ,
ミルコ マッツォラ,
エレナ モレーナ,
Original Assignee
ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ イタリー エス.ピー.エー.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ イタリー エス.ピー.エー. filed Critical ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ イタリー エス.ピー.エー.
Publication of JP2021507960A publication Critical patent/JP2021507960A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7284170B2 publication Critical patent/JP7284170B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F293/00Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D153/00Coating compositions based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52Separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/02Diaphragms; Separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/42Acrylic resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/426Fluorocarbon polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2017年12月19日出願の欧州特許出願公開第17208375.0号からの優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims priority from European Patent Application Publication No. 17208375.0, filed December 19, 2017, the entire contents of which are incorporated by reference for all purposes. is incorporated herein by

本発明は、交互の硬質ブロック及び軟質ブロックを含むフッ素化ブロックコポリマーに関し、ここで前記硬質及び軟質ブロックの両方がフッ化ビニリデン(VDF)を含む。本発明はさらに、リチウム電池のための用途における前記ブロックコポリマーの使用に関する。 The present invention relates to fluorinated block copolymers comprising alternating hard and soft blocks, wherein both said hard and soft blocks comprise vinylidene fluoride (VDF). The invention further relates to the use of said block copolymers in applications for lithium batteries.

フッ化ビニリデン(VDF)及び少なくとも1つの他の部分的に又は完全にフッ素化されたコモノマーに由来する繰り返し単位を含むコポリマー、及びそれらの使用が本技術分野に開示されている。 Copolymers comprising repeat units derived from vinylidene fluoride (VDF) and at least one other partially or fully fluorinated comonomer, and their uses, have been disclosed in the art.

例えば、2004年10月の28日公開の米国特許出願公開第2004/0211943号明細書(HITACHI POWDERED METALS CO.)には、導電コーティングから得られたコーティングフィルムとセパレーターのベース材料との間の接着性問題を解決することを目指した、燃料セルのセパレーター用のコーティングが開示されている。この問題を解決するために、黒鉛が導電材料として使用され、VDFとヘキサフロオロプロピレン(HFP)とのコポリマーがコーティングのバインダーとして10重量%以上で含有され、バインダーとの相溶性がある有機溶媒が媒体として使用される、コーティングが提供される。 For example, US Patent Application Publication No. 2004/0211943 (HITACHI POWDERED METALS CO.) published Oct. 28, 2004 describes adhesion between a coating film obtained from a conductive coating and a separator base material. Coatings for fuel cell separators are disclosed that aim to solve the sexuality problem. To solve this problem, graphite is used as a conductive material, a copolymer of VDF and hexafluoropropylene (HFP) is contained as a binder in the coating at 10% by weight or more, and an organic solvent compatible with the binder is used as the medium.

しかしながらこの文献は、VDFをベースとしたブロックコポリマーを開示していない。 However, this document does not disclose VDF-based block copolymers.

欧州特許第2455408A号明細書(DAIKIN INDUSTRIES,LTD.)には、硫黄化合物の存在下でフルオロポリマー(A)とラジカル重合性モノマー(M)との反応を含む含フッ素ブロックコポリマーを製造するための方法が開示されている。好ましくは、フルオロポリマー(A)は、フッ化ビニリデンポリマー鎖の構造を有し、ラジカル重合性モノマー(M)は、フッ化ビニルモノマー、非フルオロエチレン系モノマー、(メタ)アクリル系モノマー、スチレン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー及びビニルエステルモノマーからなる群から選択される。45:55モル%~85:15モル%、より好ましくは50:50モル%~80:20モル%の組成を好ましくは有する、VDF/HFPコポリマーが開示される(言い換えれば、HFPモノマーは、15~55モル%、好ましくは20~50モル%の量で使用される)。 EP 2455408A (DAIKIN INDUSTRIES, LTD.) describes a method for producing a fluorine-containing block copolymer comprising reacting a fluoropolymer (A) with a radically polymerizable monomer (M) in the presence of a sulfur compound. A method is disclosed. Preferably, the fluoropolymer (A) has a vinylidene fluoride polymer chain structure, and the radically polymerizable monomer (M) is a vinyl fluoride monomer, a non-fluoroethylene monomer, a (meth)acrylic monomer, a styrenic It is selected from the group consisting of monomers, vinyl ether monomers and vinyl ester monomers. VDF/HFP copolymers are disclosed, preferably having a composition of 45:55 mol % to 85:15 mol %, more preferably 50:50 mol % to 80:20 mol % (in other words, the HFP monomers are to 55 mol %, preferably 20 to 50 mol %).

したがって、この文献は、HFPがVDFのモル%と比べて15モル%未満のモル量であるVDF/HFPコポリマーを開示していない。 Therefore, this document does not disclose VDF/HFP copolymers in which HFP has a molar amount of less than 15 mol % compared to the mol % of VDF.

さらに、この文献はVDFとラジカル重合性モノマー(M)としての(メタ)アクリル系モノマーとのコポリマーを提供することを提案しておらず、何モル量で(メタ)アクリル系モノマーが使用されるのがよいかも開示していない。 Furthermore, this document does not propose to provide copolymers of VDF and (meth)acrylic monomers as radically polymerizable monomers (M), and the (meth)acrylic monomers are used in molar amounts. It doesn't disclose whether it's better.

米国特許出願公開第US2014/0154611号明細書(ARKEMA FRANCE;ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE CHIMIE DE MONTPELLIER)には、キサンテート又はトリチオカーボネート化合物の存在下で、フッ素化モノマー(フッ化ビニリデン型)とその誘導体のアルファ-トリフルオロメタクリル酸モノマーとの共重合の工程を含むフッ素化コポリマーを調製するための方法が開示されている。 US Patent Application Publication No. US2014/0154611 (ARKEMA FRANCE; ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE CHIMIE DE MONTPELLIER) describes the synthesis of fluorinated monomers (of the vinylidene fluoride type) and their derivatives in the presence of xanthate or trithiocarbonate compounds. A method for preparing fluorinated copolymers is disclosed that includes the step of copolymerization with alpha-trifluoromethacrylic acid monomer.

国際公開第2016/149238号パンフレット(ARKEMA INC.)には、フルオロモノマー単位とモノマーの総量に基づいて0.1~25重量パーセントの官能残基とを含む改質フルオロポリマー(ここで前記官能残基は1つ又は複数の低分子量ポリマー官能性連鎖移動剤に由来する)が開示されている。改質フルオロポリマーは、電極、電池用のセパレーター又はキャパシタ、多孔性膜又は中空繊維膜から選択される物品を作製するために;物品の少なくとも1つの表面をコートするために;又は前記改質フルオロポリマーが、フルオロポリマー層と、前記フルオロポリマーに不相溶であるポリマー層との間のタイ層を形成する複数層構造を提供するために有用であると言われている。 WO2016/149238 (ARKEMA INC.) describes modified fluoropolymers comprising fluoromonomer units and 0.1 to 25 weight percent functional residues based on the total amount of monomers, wherein said functional residues groups are derived from one or more low molecular weight polymeric functional chain transfer agents). The modified fluoropolymer is for making an article selected from an electrode, a separator or capacitor for a battery, a porous membrane or a hollow fiber membrane; for coating at least one surface of the article; The polymer is said to be useful for providing a multilayer structure that forms a tie layer between a fluoropolymer layer and a polymer layer that is incompatible with said fluoropolymer.

出願人は、電池の、とりわけリチウム電池の技術分野において、セパレーターのベース材料への良い優れた接着性を提供し得ると共に同時に電解液溶媒との接触による膨潤を示さないコーティングを含むセパレーターを提供するという問題はまだ解決されていないと気づいた。 Applicant provides in the technical field of batteries, especially lithium batteries, a separator comprising a coating capable of providing good adhesion to the base material of the separator while at the same time showing no swelling on contact with electrolyte solvents. I realize that the issue is not resolved yet.

したがって、本出願人は、電気化学セルのためのセパレーターのベース材料をコートするために適した組成物であって、セパレーターのベース材料への優れた接着性を提供すると同時に電解液溶媒に浸漬した時に膨潤しないようなものであり、したがって電池の長期性能を改良する組成物を提供するという問題に直面した。 Accordingly, Applicants have discovered a composition suitable for coating a separator base material for electrochemical cells, which provides excellent adhesion to the separator base material while being immersed in an electrolyte solvent. The problem was faced to provide a composition which sometimes does not swell and therefore improves the long term performance of the battery.

驚くべきことに、本出願人は、電気化学セルのためのセパレーターが、軟質ブロックと交互に並ぶ硬質ブロックを含む主鎖を有する少なくとも1つのフッ素化ブロックコポリマーを含む組成物で少なくとも部分的にコートされるとき、同時にセパレーターのベース材料への良い接着性並びに膨潤の低下が得られることを発見した。 Surprisingly, Applicants have discovered that a separator for an electrochemical cell is at least partially coated with a composition comprising at least one fluorinated block copolymer having a backbone comprising hard blocks alternating with soft blocks. It has been found that at the same time good adhesion to the base material of the separator as well as reduced swelling is obtained.

このように、第1の態様において、本発明は、
- 繰り返し単位の配列からなる少なくとも1つの第1のブロック[ブロック(A)]であって、前記配列が、1,1-ジフルオロエチレン(VDF)に由来する繰り返し単位、及び少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合と-COOH及び-OHから選択される少なくとも1つの官能基とを含む少なくとも1つのモノマー[モノマー(M)]に任意選択的に由来する繰り返し単位からなる、少なくとも1つの第1のブロック[ブロック(A)]と、
- 繰り返し単位の配列からなる少なくとも1つの第2のブロック[ブロック(B)]であって、前記配列が、1,1-ジフルオロエチレン(VDF)、少なくとも1つのパーハロゲン化モノマー[モノマー(PF)]に由来する繰り返し単位、及び上で定義した少なくとも1つのモノマー(M)に任意選択的に由来する繰り返し単位からなる、少なくとも1つの第2のブロック[ブロック(B)]とを含む、
但し、前記ブロック(A)及び前記ブロック(B)のうちの少なくとも1つが前記モノマー(M)に由来する繰り返し単位を含むことを条件とする、フッ素化ブロックコポリマー[コポリマー(F)]に関し、
ここで、前記コポリマー(F)は、
-- 前記コポリマー(F)100モル%に基づいて1.5モル%~15モル%未満の総量の、前記少なくとも1つのモノマー(PF)に由来する繰り返し単位と
-- 前記コポリマー(F)100モル%に基づいて0.05モル%~2モル%の総量の、前記モノマー(M)に由来する繰り返し単位とを含み、
100モル%までの残りの量が、VDFに由来する繰り返し単位である。
Thus, in a first aspect, the invention provides:
- at least one first block [block (A)] consisting of a sequence of repeating units, said sequence comprising repeating units derived from 1,1-difluoroethylene (VDF) and at least one ethylenically unsaturated at least one first consisting of repeating units optionally derived from at least one monomer [monomer (M)] comprising a saturated double bond and at least one functional group selected from —COOH and —OH; Block [Block (A)];
- at least one second block [block (B)] consisting of a sequence of repeating units, said sequence being 1,1-difluoroethylene (VDF), at least one perhalogenated monomer [monomer (PF) ] and at least one second block [block (B)] consisting of repeat units optionally derived from at least one monomer (M) defined above.
with the proviso that at least one of said block (A) and said block (B) comprises repeating units derived from said monomer (M), with respect to the fluorinated block copolymer [copolymer (F b )]
wherein said copolymer (F b ) is
-- repeating units derived from said at least one monomer ( PF ) in a total amount of from 1.5 mol % to less than 15 mol %, based on 100 mol % of said copolymer (F b ); and -- said copolymer (F b ) and a repeating unit derived from the monomer (M) in a total amount of 0.05 mol% to 2 mol% based on 100 mol%,
The remaining amount up to 100 mol % is repeat units derived from VDF.

第2の態様において、本発明は、上で定義した少なくともコポリマー(F)の一次粒子を含む水性分散体の形態の組成物[組成物(C1)]に関する。 In a second aspect, the invention relates to a composition [composition (C1)] in the form of an aqueous dispersion comprising at least primary particles of a copolymer (F b ) as defined above.

好ましくは、前記組成物(C1)中の前記コポリマー(F)の一次粒子は、ISO 13321に従って測定されるとき1マイクロメートル未満の平均一次径を有する。 Preferably, the primary particles of said copolymer (F b ) in said composition (C1) have an average primary diameter measured according to ISO 13321 of less than 1 micrometer.

第3の態様において、本発明は、上で定義した組成物(C1)で少なくとも部分的にコートされる基材層[層(S)]を含む電気化学セルのためのセパレーターに関する。 In a third aspect, the present invention relates to a separator for electrochemical cells comprising a substrate layer [layer (S C )] at least partially coated with composition (C1) as defined above.

第4の態様において、本発明は、以下の工程:
i)コートされていない基材層[層(LS)]を提供する工程と;
ii)上に定義されたような、組成物(C1)を提供する工程と;
iii)工程(ii)の前記組成物(C1)を前記基材層(LS)の少なくとも一部の上に少なくとも部分的に適用して、このように、少なくとも部分的にコートされる基材層[層(S)]を提供する工程と;
iv)工程(iii)の前記層(S)を乾燥させる工程とを含む、上で定義した電気化学セルのためのセパレーターの製造方法に関する。
In a fourth aspect, the present invention provides the following steps:
i) providing an uncoated substrate layer [Layer (LS)];
ii) providing a composition (C1), as defined above;
iii) applying said composition (C1) of step (ii) at least partially onto at least part of said substrate layer (LS), thus at least partially coated substrate layer providing a [layer (S C )];
iv) drying said layer (S C ) of step (iii).

第5の態様においては、本発明は、前述で定義された少なくとも部分的にコーティングされたセパレーターを含む、二次電池又はキャパシタなどの電気化学セルに関する。 In a fifth aspect, the invention relates to an electrochemical cell, such as a secondary battery or capacitor, comprising an at least partially coated separator as defined above.

本明細書及び続く特許請求の範囲内で使用される場合、
- 例えば「ポリマー(P)」のような表現などにおける、式を特定する記号又は数字の前後における括弧の使用は、本文の残部と記号又は数字とをより良く区別するという目的を有するにすぎず、故に上記の括弧は省略することもでき、
- 用語「1,1-ジフルオロエチレン」、「1,1-ジフルオロエテン」及び「フッ化ビニリデン」は同義語として用いられ、
- 用語「ポリ-(1,1-ジフルオロエチレン)」及び「ポリフッ化ビニリデン」は同義語として用いられ、
- 用語「セパレーター」は、電気化学セル中の反対極性の電極を電気的及び物理的に分離し、且つそれらの間を流れるイオンに対して透過性である、多孔性単層又は複数層ポリマー材料を表すことが意図される。
- 「基材層」という表現は、単一層からなる単層基材又は互いに隣接した少なくとも2つの層を含む複数層基材のどちらかを表すことが意図される。
- 「複合セパレーター」という表現は、少なくとも1つの非電気活性無機充填剤材料がポリマーバインダー材料に混合される、上で定義したセパレーターを表すことが意図される。
- 「電気化学セル」という用語は、正極、負極及び液体電解質を含む電気化学セルであって、単層又は複数層のセパレーターが前記電極の一方の少なくとも1つの表面に付着している電気化学セルを表すことが意図される。電気化学セルの非限定的な例としては、とりわけ、電池、好ましくは二次電池及び電気二重層キャパシタが挙げられる。
- 「二次電池」という表現は、再充電可能電池を表すことが意図される。二次電池の非限定的な例としては、とりわけ、アルカリ又はアルカリ土類二次電池が挙げられる。
When used within this specification and the claims that follow,
- the use of parentheses before and after symbols or numbers identifying formulas, e.g. , so the parentheses above can be omitted,
- the terms "1,1-difluoroethylene", "1,1-difluoroethene" and "vinylidene fluoride" are used synonymously,
- the terms "poly-(1,1-difluoroethylene)" and "polyvinylidene fluoride" are used synonymously,
- the term "separator" refers to a porous single- or multi-layer polymeric material that electrically and physically separates electrodes of opposite polarity in an electrochemical cell and is permeable to ions flowing between them is intended to represent
- The expression "substrate layer" is intended to denote either a monolayer substrate consisting of a single layer or a multi-layer substrate comprising at least two layers adjacent to each other.
- the expression "composite separator" is intended to denote a separator as defined above in which at least one non-electroactive inorganic filler material is mixed with a polymeric binder material.
- the term "electrochemical cell" means an electrochemical cell comprising a positive electrode, a negative electrode and a liquid electrolyte, wherein a single-layer or multi-layer separator is attached to at least one surface of one of said electrodes; is intended to represent Non-limiting examples of electrochemical cells include batteries, preferably secondary batteries, and electric double layer capacitors, among others.
- The expression "secondary battery" is intended to denote a rechargeable battery. Non-limiting examples of secondary batteries include alkaline or alkaline earth secondary batteries, among others.

好ましくは、前記少なくとも1つのモノマー(PF)は、
- とりわけテトラフルオロエチレン(TFE)及びヘキサフルオロプロピレン(HFP)などのC~Cパーフルオロオレフィン;
- とりわけクロロトリフルオロエチレン(CTFE)などのクロロ-及び/又はブロモ-及び/又はヨード-C~Cフルオロオレフィン;
(式中、Xが、C~C12パーフルオロアルキル基;パーフルオロ-2-プロポキシ-プロピル基などの1個以上のエーテル基を有するC~C12パーフルオロオキシアルキル基;-CFORf2(式中Rf2が、CF、C、CなどのC~Cパーフルオロアルキル基又は-C-O-CFなどの1個以上のエーテル基を有するC~C(パー)フルオロオキシアルキル基である)から選択される)
- パーフルオロジオキソール
を含む、より好ましくはそれらからなる群の中から選択される。
Preferably, said at least one monomer (PF) is
- C2 - C8 perfluoroolefins such as tetrafluoroethylene (TFE) and hexafluoropropylene (HFP) among others;
- chloro- and/or bromo- and/or iodo- C2 - C6 fluoroolefins such as chlorotrifluoroethylene (CTFE) among others;
(wherein X 0 is a C 1 -C 12 perfluoroalkyl group; a C 1 -C 12 perfluorooxyalkyl group having one or more ether groups such as a perfluoro-2-propoxy-propyl group; -CF 2 OR f2 (wherein R f2 is a C 1 -C 6 perfluoroalkyl group such as CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 or one or more groups such as —C 2 F 5 —O—CF 3 ); is a C 1 -C 6 (per)fluorooxyalkyl group having an ether group)
- selected from the group comprising, more preferably consisting of, perfluorodioxoles;

好ましい実施形態によると、前記少なくとも1つのモノマー(PF)は、C~Cパーフルオロオレフィン;さらにより好ましくはHFPである。 According to a preferred embodiment, said at least one monomer (PF) is a C 2 -C 8 perfluoroolefin; even more preferably HFP.

好ましくは、前記コポリマー(F)は、前記コポリマー(F)100モルに基づいて2モル%~12モル%未満の量の、より好ましくは3モル%~約10モル%の量の、HFPに由来する繰り返し単位を含む。 Preferably, said copolymer (F b ) comprises HFP in an amount of from 2 mol % to less than 12 mol %, more preferably from 3 mol % to about 10 mol %, based on 100 mol of said copolymer (F b ). contains repeating units derived from

好ましくは、前記コポリマー(F)は、前記コポリマー(F)100モルに基づいて0.5モル%~1.9モル%の量の、モノマー(M)に由来する繰り返し単位を含む。 Preferably, said copolymer (F b ) comprises repeat units derived from monomer (M) in an amount of 0.5 mol % to 1.9 mol %, based on 100 mol of said copolymer (F b ).

好ましくは、前記少なくとも1つのモノマー(M)は少なくとも1つの(メタ)アクリル系モノマー[モノマー(MA)]である。 Preferably, said at least one monomer (M) is at least one (meth)acrylic monomer [monomer (MA)].

好ましくは、前記モノマー(MA)は、アクリル酸に構造的に由来するか又はメタクリル酸に構造的に由来する、且つ式(I):

Figure 0007284170000001
(式中、
- 互いに等しいか若しくは異なる、R、R及びRは独立して、水素原子及びC~C炭化水素基から選択され、
- ROHは、水素原子であるか又は少なくとも1個のヒドロキシル基を含むC~C炭化水素部分である)に適合するモノマーである。 Preferably, said monomer (MA) is structurally derived from acrylic acid or structurally derived from methacrylic acid and has the formula (I):
Figure 0007284170000001
(In the formula,
- R 1 , R 2 and R 3 , equal or different from each other, are independently selected from hydrogen atoms and C 1 -C 3 hydrocarbon groups;
— R OH is a hydrogen atom or a C 1 -C 5 hydrocarbon moiety containing at least one hydroxyl group).

好ましくは、モノマー(MA)は、式(II):

Figure 0007284170000002
(式中、
- R’、R’、及びR’は、水素原子であり、
- R’OHは、水素原子であるか又は少なくとも1個のヒドロキシル基を含むC~C炭化水素部位である)に適合する。 Preferably, the monomer (MA) has the formula (II):
Figure 0007284170000002
(In the formula,
- R' 1 , R' 2 and R' 3 are hydrogen atoms;
—R′ OH is a hydrogen atom or a C 1 -C 5 hydrocarbon moiety containing at least one hydroxyl group).

モノマー(MA)の非限定的な例には、とりわけ、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルヘキシルメタクリレート、ヒドロキシエチルヘキシルアクリレート、及びそれらの混合物が含まれる。 Non-limiting examples of monomers (MA) include acrylic acid, methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethylhexyl methacrylate, hydroxyethylhexyl acrylate, and mixtures thereof, among others. included.

好ましくは、前記コポリマー(F)は、前記コポリマー(F)100モルに基づいて0.5モル%~1.9モル%の量の、モノマー(MA)に由来する繰り返し単位を含む。 Preferably, said copolymer (F b ) comprises repeating units derived from monomer (MA) in an amount of 0.5 mol % to 1.9 mol %, based on 100 mol of said copolymer (F b ).

モノマー(MA)は、下記:
- 式:

Figure 0007284170000003
のヒドロキシエチルアクリレート(HEA)
- 式:
Figure 0007284170000004
のどちらかの2-ヒドロキシプロピルアクリレート(HPA)
- 式:
Figure 0007284170000005
のアクリル酸(AA)
- 及びこれらの混合物
から、より好ましくは選択される。 Monomers (MA) are:
- Formula:
Figure 0007284170000003
of hydroxyethyl acrylate (HEA)
- Formula:
Figure 0007284170000004
2-hydroxypropyl acrylate (HPA) of either
- Formula:
Figure 0007284170000005
of acrylic acid (AA)
- and mixtures thereof.

(メタ)アクリルモノマー(MA)は、更により好ましくはアクリル酸(AA)又はヒドロキシエチルアクリレート(HEA)である。 The (meth)acrylic monomer (MA) is even more preferably acrylic acid (AA) or hydroxyethyl acrylate (HEA).

好ましくは、前記コポリマー(F)の前記ブロック(A)と前記ブロック(B)との間の重量比は、20~50の間、より好ましくは25~45の間に含まれる。 Preferably, the weight ratio between said block (A) and said block (B) of said copolymer (F b ) is comprised between 20-50, more preferably between 25-45.

有利には、前記コポリマー(F)は、交互に配列したブロック(A)及びブロック(B)を含む。言い換えれば、本発明によるコポリマー(F)は、不規則に分布されたブロック(A)及び/又は(B)を含まない。 Advantageously, said copolymer (F b ) comprises alternating blocks (A) and blocks (B). In other words, the copolymer (F b ) according to the invention does not contain randomly distributed blocks (A) and/or (B).

或る実施形態によると、1つのブロック(A)が2つのブロック(B)の間に挟まれ、すなわちコポリマー(F)が以下の式:B-A-Bに適合する。 According to one embodiment, one block (A) is sandwiched between two blocks (B), ie the copolymer (F b ) fits the following formula: BAB.

別の実施形態によると、1つのブロック(B)が2つのブロック(A)の間に挟まれ、すなわちコポリマー(F)が以下の式:A-B-Aに適合する。 According to another embodiment, one block (B) is sandwiched between two blocks (A), ie the copolymer (F b ) fits the following formula: ABA.

より好ましい実施形態によると、前記ブロック(A)及び前記ブロック(B)の両方が前記モノマー(MA)に由来する繰り返し単位を含む。 According to a more preferred embodiment, both said block (A) and said block (B) comprise repeating units derived from said monomer (MA).

好ましくは、前記ブロック(A)は、1,1-ジフルオロエチレン(VDF)に由来する繰り返し単位及びモノマー(MA)に由来する繰り返し単位の配列からなる。 Preferably, the block (A) consists of a sequence of repeating units derived from 1,1-difluoroethylene (VDF) and repeating units derived from the monomer (MA).

好ましくは、前記ブロック(B)は、1,1-ジフルオロエチレン(VDF)、ヘキサフルオロプロペン(HFP)及びモノマー(MAに由来する繰り返し単位の配列からなる。 Preferably, said block (B) consists of an array of repeating units derived from 1,1-difluoroethylene (VDF), hexafluoropropene (HFP) and a monomer (MA).

前記ブロック(A)及び前記ブロック(B)の両方に前記モノマー(MA)を含む本発明によるコポリマー(F)は、以下の工程を含む乳化重合方法で有利には合成され得る:
(Ia)VDFモノマーの第1の部分をモノマー(M)の少なくとも第1の部分及び水性媒体と接触させて、第1の混合物[混合物Ma1)]を提供する工程;
(IIa)前記混合物(Ma1)を重合させる工程;
(IIIa)工程(II)の重合した混合物(Ma1)をVDFとモノマー(PF)とを含む混合物の少なくとも第1の部分並びにモノマー(M)の第2の部分と接触させて、第2の混合物[混合物(Ma2)]を提供する工程;
(IVa)前記混合物(Ma2)を重合させて、このように、式B-A-Bに適合する前記コポリマー(F)を提供する工程;
又は
(Ib)VDFとモノマー(PF)とを含む混合物の少なくとも第1の部分をモノマー(M)の少なくとも第1の部分及び水性媒体と接触させて、第1の混合物[混合物(Mb1)]を提供する工程;
(IIb)前記混合物(Mb1)を重合させる工程;
(IIIb)工程(II)の重合した混合物(Mb1)を少なくともVDFモノマーの第1の部分及びモノマー(M)の第2の部分と接触させて、第2の混合物[混合物(Mb2)]を提供する工程;
(IVb)前記混合物(Mb2)を重合させて、このように、式A-B-Aに適合する前記コポリマー(F)を提供する工程。
Copolymers (F b ) according to the invention comprising said monomers (MA) in both said block (A) and said block (B) can advantageously be synthesized by an emulsion polymerization process comprising the following steps:
(Ia) contacting a first portion of VDF monomer with at least a first portion of monomer (M) and an aqueous medium to provide a first mixture [mixture Ma1)];
(IIa) polymerizing the mixture (Ma1);
(IIIa) contacting the polymerized mixture (Ma1) of step (II) with at least a first portion of a mixture comprising VDF and monomers (PF) and a second portion of monomers (M) to form a second mixture; Step of providing [mixture (Ma2)];
(IVa) polymerizing said mixture (Ma2) thus providing said copolymer (F b ) conforming to formula BAB;
or (Ib) contacting at least a first portion of a mixture comprising VDF and monomer (PF) with at least a first portion of monomer (M) and an aqueous medium to form a first mixture [mixture (Mb1)] providing;
(IIb) polymerizing the mixture (Mb1);
(IIIb) contacting the polymerized mixture (Mb1) of step (II) with at least a first portion of VDF monomers and a second portion of monomers (M) to provide a second mixture [mixture (Mb2)]; the step of
(IVb) polymerizing said mixture (Mb2) thus providing said copolymer (F b ) conforming to formula ABA.

本発明の乳化重合方法は好ましくは、典型的に10~70バールの間、好ましくは15~50バールの間の重合圧力で実施される。 The emulsion polymerization process of the invention is preferably carried out at a polymerization pressure typically between 10 and 70 bar, preferably between 15 and 50 bar.

重合温度は、使用されるモノマーに基づき当業者が適切に選択することができる。好ましくは、本発明の乳化重合方法は70℃~150℃の温度で実施される。 The polymerization temperature can be appropriately selected by those skilled in the art based on the monomers used. Preferably, the emulsion polymerization process of the present invention is carried out at a temperature between 70°C and 150°C.

好ましくは、VDFモノマー及びモノマー(PF)をガスの形態の反応環境に供給する。 Preferably, VDF monomer and monomer (PF) are supplied to the reaction environment in gaseous form.

本発明の方法、とりわけ工程(Ia)及び工程(Ib)は有利には、少なくとも1つのラジカル開始剤の存在下で実施される。ラジカル開始剤の選択肢は特に限定されないが、水性乳化重合プロセスに好適なラジカル開始剤は、重合プロセスを開始及び/又は促進する能力のある化合物から選択され、これとしては、過硫酸ナトリウム、カリウム、及びアンモニウムなどの過硫酸塩;特にアルキル過酸化物、ジアルキル過酸化物(ジ-tert-ブチル過酸化物-DTBPなど)、ジアシル過酸化物、ペルオキシジカーボネート(ジ-n-プロピルペルオキシジカーボネート及びジイソプロピルペルオキシジカーボネートなど)、ペルオキシエステル(tert-アミルペルオキシピバレート、tert-ブチルペルオキシピバレート及びコハク酸ペルオキシドなど)を含む有機過酸化物;並びにそれらの混合物が挙げられるがこれらに限定されないことが理解される。 The process of the invention, in particular steps (Ia) and (Ib), are advantageously carried out in the presence of at least one radical initiator. Although the choice of radical initiator is not particularly limited, suitable radical initiators for the aqueous emulsion polymerization process are selected from compounds capable of initiating and/or accelerating the polymerization process, including sodium persulfate, potassium persulfate, and persulfates such as ammonium; diisopropyl peroxydicarbonate, etc.), organic peroxides including peroxyesters (such as tert-amyl peroxypivalate, tert-butyl peroxypivalate and succinic acid peroxide); and mixtures thereof. understood.

好ましくは、前記工程(Ia)は連鎖移動剤の存在下で行われる。好適な連鎖移動剤であって、好適な鎖-鎖移動剤は典型的には、式R(I)(Br)(式中、Rは、1~8個の炭素原子を含有する(パー)フルオロアルキル又は(パー)フルオロクロロアルキルであり、一方、x及びyは、1≦x+y≦2で、0~2の整数である)のものである。 Preferably said step (Ia) is carried out in the presence of a chain transfer agent. Suitable chain transfer agents, suitable chain-to-chain transfer agents, typically have the formula R f (I) x (Br) y where R f contains from 1 to 8 carbon atoms. (per)fluoroalkyl or (per)fluorochloroalkyl, while x and y are 1≦x+y≦2 and are integers from 0 to 2).

本発明の目的のために、「平均一次粒子径」は、水性乳化重合に由来するコポリマー(F)の一次粒子を意味することが意図される。 For the purposes of the present invention, "average primary particle size" is intended to mean the primary particles of copolymer ( Fb ) derived from aqueous emulsion polymerization.

従って、前記ポリマー(F))の一次粒子は、コポリマー(F)の水性ラテックスを濃縮及び/又は凝固すること、並びにその後に乾燥及び均質化してそれぞれの粉末を生じることなどのこうしたポリマー/コポリマー製造の回収及び調整工程によって得られ得る凝集物(すなわち一次粒子の集合体)と区別できることが意図される。 Thus, the primary particles of said polymer (F b )) are prepared by subjecting such polymer/ It is intended to be distinguishable from agglomerates (ie aggregates of primary particles) that may be obtained by the recovery and conditioning steps of copolymer manufacture.

従って、本発明のセパレーターをコーティングするために使用される組成物(C1)の水性ラテックスは、水性媒体においてポリマー又はコポリマーの粉末を分散させることによって調製された水性スラリーと区別されることができる。水性スラリー中に分散したポリマー又はコポリマーの粉末の平均粒径は、典型的には、ISO13321に従って測定して1μmより大きい。 Therefore, the aqueous latex of composition (C1) used to coat the separator of the present invention can be distinguished from the aqueous slurry prepared by dispersing the polymer or copolymer powder in an aqueous medium. The average particle size of the polymer or copolymer powder dispersed in the aqueous slurry is typically greater than 1 μm measured according to ISO 13321.

好ましくは、前述で定義されたコポリマー(F)の一次粒子の平均粒径は、ISO 13321に従って測定して、10nm超、より好ましくは15nm超、更により好ましくは20nm超、及び/又は600nm未満、より好ましくは400nm未満、又は300nm未満である。 Preferably, the mean particle size of the primary particles of the copolymer (F b ) as defined above is greater than 10 nm, more preferably greater than 15 nm, even more preferably greater than 20 nm and/or less than 600 nm, measured according to ISO 13321 , more preferably less than 400 nm, or less than 300 nm.

好ましくは、組成物(C1)の全固形分は組成物(C1)の全重量に対して20重量%~60重量%、より好ましくは45重量%~55重量%である。 Preferably, the total solids content of composition (C1) is between 20% and 60% by weight, more preferably between 45% and 55% by weight relative to the total weight of composition (C1).

組成物(C1)は任意選択的に、前記コポリマー(F)の一次粒子の他に少なくとも1つの他の成分を含み得る。 Composition (C1) may optionally comprise at least one other component besides the primary particles of said copolymer (F b ).

好ましくは、前記少なくとも1種の任意選択の成分は、消泡剤、界面活性剤、抗菌剤、充填剤及びそれらの混合物を含む群の中から選択される。 Preferably, said at least one optional ingredient is selected from the group comprising defoamers, surfactants, antimicrobial agents, fillers and mixtures thereof.

典型的には、このような任意選択の成分は、存在する場合、ラテックスの固形分の重量に対して、15重量%未満、好ましくは10重量%未満、又は7重量%未満の量である。 Typically such optional ingredients, if present, are in an amount of less than 15%, preferably less than 10%, or less than 7% by weight based on the weight of solids of the latex.

本発明の電気化学セル用セパレーターは、有利には、電気化学セルに使用するのに適した電気絶縁複合セパレーターであり得る。電気化学セルにおいて使用される場合、一般的には、複合セパレーターは、有利には、電気化学セル内のイオン伝導を可能にする電解質で充填される。好ましくは、前述の電解質は、液体又は半液体である。 Electrochemical cell separators of the present invention can advantageously be electrically insulating composite separators suitable for use in electrochemical cells. When used in electrochemical cells, the composite separator is typically filled with an electrolyte that advantageously allows ionic conduction within the electrochemical cell. Preferably, said electrolyte is liquid or semi-liquid.

好ましい実施形態によると、本発明のセパレーターは2つの表面を有し、ここで、少なくとも1つの表面は、その中に均一に分散される前記上で定義した組成物(C1)及び非電気活性無機充填剤材料を含む組成物[組成物(C2)]で少なくとも部分的にコートされる。 According to a preferred embodiment, the separator of the invention has two surfaces, wherein at least one surface comprises the composition (C1) as defined above and the non-electroactive inorganic It is at least partially coated with a composition [composition (C2)] containing a filler material.

別の好ましい実施形態によると、本発明のセパレーターは2つの表面を有し、ここで、少なくとも1つの表面は、
- バインダーと非電気活性無機充填剤材料とを含む組成物[組成物(C3*)]から得られ得る前記少なくとも1つの表面に付着された第1の層、及び
- 上で定義した組成物(C1)を含む第2の層を含む。
According to another preferred embodiment, the separator of the invention has two surfaces, wherein at least one surface is
- a first layer deposited on said at least one surface obtainable from a composition [composition (C3*)] comprising a binder and a non-electroactive inorganic filler material; and - a composition as defined above ( A second layer comprising C1) is included.

「非電気活性無機充填材料」という用語は、本明細書においては、電気化学セル用電気絶縁セパレーターの製造に適する電気非伝導性の無機充填材料を意味することを意図する。 The term "non-electroactive inorganic filler material" is intended herein to mean an electrically non-conductive inorganic filler material suitable for making electrically insulating separators for electrochemical cells.

本発明によるセパレーターにおける非電気活性無機充填材料は、典型的には、ASTM D257に従って20℃で測定される場合、少なくとも0.1×1010Ωcm、好ましくは少なくとも0.1×1012Ωcmの電気抵抗率(p)を有する。適切な非電気活性無機充填材料の非限定的な例としては、特に天然及び合成シリカ、ゼオライト、アルミナ、チタニア、金属炭酸塩、ジルコニア、リン酸ケイ素及びケイ酸塩などが挙げられる。典型的には、非電気活性無機充填材料は、ISO 13321に従って測定される場合、0.01μm~50μmの平均サイズを有する粒子の形態である。典型的には、非電気活性無機充填材料は、組成物(C1)の10重量%~90重量%、好ましくは50重量%~88重量%、又は70重量%~85重量%の量で存在する。 The non-electroactive inorganic filler material in separators according to the present invention typically has an electrical conductivity of at least 0.1×10 10 Ωcm, preferably at least 0.1×10 12 Ωcm, measured at 20° C. according to ASTM D257. It has a resistivity (p). Non-limiting examples of suitable non-electroactive inorganic filler materials include natural and synthetic silicas, zeolites, aluminas, titanias, metal carbonates, zirconias, silicon phosphates and silicates among others. Typically, the non-electroactive inorganic filler material is in the form of particles having an average size of 0.01 μm to 50 μm, measured according to ISO 13321. Typically the non-electroactive inorganic filler material is present in an amount of 10% to 90%, preferably 50% to 88%, or 70% to 85% by weight of composition (C1). .

非電気活性無機充填材料は、組成物(C1)のポリマーマトリックスに均一に分散され、0.1μm~5μmの平均直径を有する孔を形成することができる。本発明のプロセスから得られる複合セパレーターの孔体積分率は、少なくとも25%、好ましくは少なくとも40%である。本発明のプロセスから得られる複合セパレーターは、典型的には、2μm~100μm、好ましくは2μm~40μmに含まれる総厚さを有する。 The non-electroactive inorganic filler material is uniformly dispersed in the polymer matrix of composition (C1) and can form pores with an average diameter of 0.1 μm to 5 μm. The pore volume fraction of the composite separator obtained from the process of the invention is at least 25%, preferably at least 40%. Composite separators obtained from the process of the present invention typically have a total thickness comprised between 2 μm and 100 μm, preferably between 2 μm and 40 μm.

層(LS)は、非多孔質の基材層又は多孔質の基材層のどちらかであることができる。基材層が複数層基材である場合、前述の基材の外層は、非多孔質の基材層又は多孔質の基材層であることができる。「多孔質の基材層」という用語は、本明細書においては、有限寸法の孔を含む基材層を意味することを意図する。 Layer (LS) can be either a non-porous substrate layer or a porous substrate layer. When the substrate layer is a multi-layer substrate, the outer layer of said substrate can be a non-porous substrate layer or a porous substrate layer. The term "porous substrate layer" is intended herein to mean a substrate layer that contains pores of finite size.

層(LS)は、典型的には、有利には少なくとも5%、好ましくは少なくとも10%、より好ましくは少なくとも20%、又は少なくとも40%、及び有利には多くとも90%、好ましくは多くとも80%の気孔率を有する。 Layer (LS) is typically advantageously at least 5%, preferably at least 10%, more preferably at least 20%, or at least 40% and advantageously at most 90%, preferably at most 80% % porosity.

層(LS)の厚さは、特に限定されないが、典型的には3~100マイクロメートル、好ましくは5~50マイクロメートルである。 The thickness of the layer (LS) is not particularly limited, but is typically 3-100 micrometers, preferably 5-50 micrometers.

層(LS)は、有利には1組以上のポリマー繊維から作製される布地である。 The layer (LS) is advantageously a fabric made from one or more sets of polymer fibres.

本発明の目的においては、「布地」という用語は、1組以上のポリマー繊維を織り合わせ、多数の孔をもたらすことによって得られることができる平面織物構造を意味すると理解される。 For the purposes of the present invention, the term "fabric" is understood to mean a plain woven structure obtainable by interweaving one or more sets of polymer fibers to provide a multitude of pores.

布地は、1組以上のポリマー繊維から作製される織布、又は1組以上のポリマー繊維から作製される不織布であることができる。 The fabric can be a woven fabric made from one or more sets of polymer fibers or a non-woven fabric made from one or more sets of polymer fibers.

「織布」とは、2組以上のポリマー繊維を互いに直交して織り合わせ、これにより、布地の縦方向に伸びる経糸及び布地の横方向に伸びる緯糸を与えることによって得られることができる平面織物構造を意味することを意図する。「不織布」とは、1組以上のポリマー繊維を、機械的、熱的、又は化学的に不規則に連結又は結合し、多数の孔をもたらすことによって得られることができる平面織物構造を意味することを意図する。 "Woven fabric" means a plain fabric obtainable by interweaving two or more sets of polymer fibers perpendicular to each other, thereby providing warp yarns extending in the machine direction of the fabric and weft yarns extending in the transverse direction of the fabric intended to mean structure. "Nonwoven fabric" means a planar woven structure that can be obtained by mechanically, thermally or chemically randomly connecting or bonding one or more sets of polymer fibers resulting in a large number of pores. intended to be

布地は、ポリマー繊維の大部分が一方向に伸びる一方向性布地、又は2組以上の連続繊維が異なる方向に伸びる多方向性布地であることができる。 The fabric can be a unidirectional fabric, in which the polymer fibers predominantly extend in one direction, or a multidirectional fabric, in which two or more sets of continuous fibers extend in different directions.

層(LS)は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンナフタレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、及びポリプロピレン、又はこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの材料を含む、電気化学デバイスのセパレーターに一般的に使用される任意の多孔質の基材又は布地によって作製されることができる。 Layer (LS) is polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyethylene naphthalene, polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile , polyethylene, and polypropylene, or mixtures thereof. can be done.

好ましくは、層(LS)はポリエチレン又はポリプロピレンである。 Preferably the layer (LS) is polyethylene or polypropylene.

コーティングの重量と層(S)の重量との間の比は好ましくは3:1~0.5:1、より好ましくは2:1、1.5:1、1:1又は0.75:1である。 The ratio between the weight of the coating and the weight of the layer (S C ) is preferably 3:1 to 0.5:1, more preferably 2:1, 1.5:1, 1:1 or 0.75: 1.

好ましくは、工程(iii)は、キャスティング、吹付コーティング、ロールコーティング、ドクターブレーディング、スロットダイコーティング、グラビアコーティング、インクジェット印刷、スピンコーティング及びスクリーン印刷、ブラシ、スキージー、フォームアプリケーター、カーテンコーティング、真空めっき、回転ディスク吹付コーティングから選択される技術によって行われる。 Preferably step (iii) comprises casting, spray coating, roll coating, doctor blading, slot die coating, gravure coating, inkjet printing, spin coating and screen printing, brushes, squeegees, foam applicators, curtain coating, vacuum plating, It is done by a technique selected from rotating disc spray coating.

好ましくは、工程(iv)は、55℃未満、好ましくは40℃未満、より好ましくは30℃未満の温度で行われる。 Preferably step (iv) is carried out at a temperature below 55°C, preferably below 40°C, more preferably below 30°C.

参照により本明細書に援用されるいずれかの特許、特許出願、及び刊行物の開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合、本記載が優先するものとする。 If the disclosure of any patent, patent application, and publication incorporated herein by reference contradicts the description in this application to the extent that it may obscure terminology, this description shall control.

本発明はこれから、以下の実施例に関連してより詳細に説明されるが、その目的は、例示的であるに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。 The invention will now be described in more detail with reference to the following examples, whose purpose is illustrative only and not intended to limit the scope of the invention.

材料及び方法
Solef(登録商標)PVDF75130粉末:懸濁重合で製造される、VDF-AA及びVDF-HFP-AAランダムコポリマー(2.3モル%のHFP及び0.7モル%のAAを含有する)をSolvay Specialty Polymers Italy S.p.A.から得た。
Materials and Methods Solef® PVDF 75130 powder: VDF-AA and VDF-HFP-AA random copolymers (containing 2.3 mol % HFP and 0.7 mol % AA) prepared by suspension polymerization from Solvay Specialty Polymers Italy S.A. p. A. obtained from

Solef(登録商標)PVDFXPH884ラテックス:乳化重合で製造される、VDF-AA及びVDF-HFP-AAランダムコポリマー(2.8モル%のHFP及び0.6モル%のAAを含有する)をSolvay Specialty Polymers Italy S.p.A.から得た。 Solef® PVDFXPH884 latex: VDF-AA and VDF-HFP-AA random copolymers (containing 2.8 mol% HFP and 0.6 mol% AA) prepared by emulsion polymerization from Solvay Specialty Polymers Italy S. p. A. obtained from

溶媒及び反応体を購入し、そのままで使用した。 Solvents and reactants were purchased and used as received.

ポリマー1(一般構造B-A-Bに適合する)の合成
HFP最終含有量は2.9モル%であった。
Synthesis of Polymer 1 (matching general structure BAB) The final HFP content was 2.9 mol%.

段階1(A)。バッフル及び50rpmで作動するスターラーを装備した21リットルの水平反応器オートクレーブ内に13.5リットルの脱イオン水を導入した。次いで、連鎖移動剤として6.6gの1,4-ジヨードパーフルオロブタン(C)を添加した。温度を90℃にし、VDFガス状モノマーを供給することによって試行全体を通して20バールAssの圧力で一定に維持した。15mlの100g/lの過硫酸アンモニウム(APS)水溶液を5分間かけて添加し(200mL/時)、同時に50mlのアクリル酸(AA)の溶液(50g/lのアクリル酸水溶液)を、250gのポリマーが合成される毎に供給した。 Stage 1 (A). 13.5 liters of deionized water were introduced into a 21 liter horizontal reactor autoclave equipped with baffles and a stirrer operating at 50 rpm. Then 6.6 g of 1,4-diiodoperfluorobutane (C 4 F 8 I 2 ) was added as a chain transfer agent. The temperature was brought to 90° C. and kept constant at a pressure of 20 bar Ass throughout the run by feeding VDF gaseous monomer. 15 ml of 100 g/l aqueous ammonium persulfate (APS) solution was added over 5 minutes (200 mL/h) and simultaneously 50 ml of acrylic acid (AA) solution (50 g/l aqueous acrylic acid solution) was added to 250 g of polymer. Supplied as synthesized.

30分後、APS溶液を実行の全継続時間にわたり240ml/時の流動速度で供給した。700gのVDFガス状モノマーが供給されるとき、VDFの流れが遮断され、反応器が室温に冷却され、圧力が12バールに低下した。 After 30 minutes, the APS solution was fed at a flow rate of 240 ml/hour for the entire duration of the run. When 700 g of VDF gaseous monomer were fed, the VDF flow was interrupted, the reactor was cooled to room temperature and the pressure was reduced to 12 bar.

段階2(B)。ラテックスを反応器内に維持しながら、それぞれ95:5のモル比にVDF/HFPガス状混合物モノマーの供給を変化させた。温度を90℃にし、35バールの圧力を維持した。 Stage 2 (B). While maintaining the latex in the reactor, the VDF/HFP gaseous mixture monomer feeds were varied to a molar ratio of 95:5 respectively. The temperature was brought to 90° C. and a pressure of 35 bar was maintained.

次いで、50mlのアクリル酸(AA)の溶液(50g/lのアクリル酸水溶液)を、250gのポリマーが合成される毎に供給し、APS溶液を実行の全継続時間にわたり350ml/時の流動速度で供給した。 Then 50 ml of a solution of acrylic acid (AA) (50 g/l aqueous solution of acrylic acid) was fed every time 250 g of polymer was synthesized and the APS solution was fed at a flow rate of 350 ml/h for the entire duration of the run. supplied.

3150gの混合物が供給されるとき、混合物の供給が遮断され、反応器が室温に冷却され、脱気され、ラテックスが回収された。最終反応時間は150分であった。 When 3150 g of the mixture had been fed, the mixture feed was shut off, the reactor was cooled to room temperature, degassed and the latex recovered. Final reaction time was 150 minutes.

そのようにして得られたブロックコポリマーは、96.5モル%のVDF、2.9モル%のHFP及び0.6モル%のアクリル酸(AA)モノマーを含有していた。 The block copolymer so obtained contained 96.5 mol % VDF, 2.9 mol % HFP and 0.6 mol % acrylic acid (AA) monomers.

そのようにして得られた水性ラテックスは、21.0重量%の固形分含有率を有していた。 The aqueous latex so obtained had a solids content of 21.0% by weight.

ブロックコポリマーは、ISO 13321に従って測定される時に230nmの平均一次径を有する粒子の形態で水性ラテックス中に分散され、(ASTM D3418に従って決定した)158.5℃の融点及び37.0J/gの結晶化のデルタHを有することがわかった。 The block copolymer was dispersed in the aqueous latex in the form of particles having an average primary diameter of 230 nm when measured according to ISO 13321, a melting point of 158.5° C. (determined according to ASTM D3418) and a crystallinity of 37.0 J/g. It was found to have a delta H of

粉末の形態のブロックコポリマーはラテックスを凍結融解すること、粉末を脱塩水(10回×15L)中で洗浄することによって回収され、最終的に80℃のベントオーブン内で一晩乾燥された。 The block copolymer in powder form was recovered by freeze-thawing the latex, washing the powder in demineralized water (10 times x 15 L) and finally drying in a vented oven at 80°C overnight.

ポリマー2(一般構造A-B-Aに適合する)の合成
HFP最終含有量は3.4モル%であった。
Synthesis of polymer 2 (conforming to general structure ABA) The final HFP content was 3.4 mol%.

段階1(B)。バッフル及び50rpmで作動するスターラーを装備した21リットルの水平反応器オートクレーブ内に13.5リットルの脱イオン水を導入した。次いで、連鎖移動剤として6.6gの1,4-ジヨードパーフルオロブタン(C)を添加した。温度を90℃にし、それぞれ95:5のモル比でVDF/HFPガス状混合物モノマーを供給することにより、試行全体を通して35バールAssの圧力で一定に維持した。250mlの100g/lの過硫酸アンモニウム(APS)水溶液を15分間かけて添加し(1L/時)、同時に50mlのアクリル酸(AA)の溶液(50g/lのアクリル酸水溶液)を、250gのポリマーが合成される毎に供給した。 Stage 1 (B). 13.5 liters of deionized water were introduced into a 21 liter horizontal reactor autoclave equipped with baffles and a stirrer operating at 50 rpm. Then 6.6 g of 1,4-diiodoperfluorobutane (C 4 F 8 I 2 ) was added as a chain transfer agent. The temperature was brought to 90° C. and kept constant throughout the run at a pressure of 35 bar Ass by feeding VDF/HFP gaseous mixture monomers in a molar ratio of 95:5 respectively. 250 ml of 100 g/l aqueous ammonium persulfate (APS) solution was added over 15 minutes (1 L/h) and simultaneously 50 ml of acrylic acid (AA) solution (50 g/l aqueous acrylic acid solution) was added to 250 g of polymer. Supplied as synthesized.

30分後、APS溶液を実行の全継続時間にわたり240ml/時の流動速度で供給した。3150gのVDF/HFPガス状混合物モノマーが供給されるとき、モノマー混合物の流れが遮断され、反応器が室温に冷却され、脱気された。 After 30 minutes, the APS solution was fed at a flow rate of 240 ml/hour for the entire duration of the run. When 3150 g of VDF/HFP gaseous mixture monomer was fed, the flow of monomer mixture was interrupted and the reactor was cooled to room temperature and degassed.

段階2(A)。ラテックスを反応器内に維持しながらVDFガス状モノマーの供給を変化させた。温度を90℃にし、VDFによって圧力を35バールに上げた。 Stage 2 (A). The VDF gaseous monomer feed was varied while the latex was maintained in the reactor. The temperature was brought to 90° C. and the pressure was raised to 35 bar by VDF.

50mlのアクリル酸(AA)の溶液(50g/lのアクリル酸水溶液)を、250gのポリマーが合成される毎に供給し、APS溶液を実行の全継続時間にわたり240ml/時の流動速度で供給した。 50 ml of a solution of acrylic acid (AA) (50 g/l aqueous solution of acrylic acid) was fed every time 250 g of polymer was synthesized and the APS solution was fed at a flow rate of 240 ml/h for the entire duration of the run. .

900gのVDFモノマーが供給されるとき、供給が遮断され、反応器が室温に冷却され、脱気され、ラテックスが回収された。最終反応時間は、121分間であった。 When 900 g of VDF monomer had been fed, the feed was cut off, the reactor was cooled to room temperature, degassed and the latex recovered. Final reaction time was 121 minutes.

そのようにして得られたブロックコポリマーは、96.0モル%のVDF、3.4モル%のHFP及び0.6モル%のアクリル酸(AA)モノマーを含有していた。 The block copolymer so obtained contained 96.0 mol % VDF, 3.4 mol % HFP and 0.6 mol % acrylic acid (AA) monomers.

そのようにして得られた水性ラテックスは、22重量%の固形分含有率を有していた。 The aqueous latex so obtained had a solids content of 22% by weight.

ブロックコポリマーは、ISO 13321に従って測定される時に310nmの平均一次径を有する粒子の形態で水性ラテックス中に分散され、(ASTM D3418に従って決定した)152.1℃の融点及び35.1J/gの結晶化のデルタHを有することがわかった。 The block copolymer was dispersed in the aqueous latex in the form of particles having an average primary diameter of 310 nm when measured according to ISO 13321, a melting point of 152.1° C. (determined according to ASTM D3418) and 35.1 J/g of crystalline It was found to have a delta H of

粉末の形態のブロックコポリマーは、ラテックスを凍結融解すること、洗浄される粉末を脱塩水(10回×15L)中で洗浄することによって回収され、最終的に80℃のベントオーブン内で一晩乾燥された。 The block copolymer in powder form was recovered by freeze-thawing the latex, washing the washed powder in demineralized water (10 times x 15 L) and finally drying overnight in a vented oven at 80°C. was done.

ポリマー3(一般構造B-A-Bに適合する)の合成
HFP最終含有量は4.7モル%であった。
Synthesis of polymer 3 (conforming to general structure BAB) The final HFP content was 4.7 mol%.

段階1(A)。バッフル及び50rpmで作動するスターラーを装備した21リットルの水平反応器オートクレーブ内に13.5リットルの脱イオン水を導入した。次いで、連鎖移動剤として6.6gの1,4-ジヨードパーフルオロブタン(C)を添加した。温度を90℃にし、VDFガス状モノマーを供給することによって試行全体を通して20バールAssの圧力で一定に維持した。15mlの100g/lの過硫酸アンモニウム(APS)水溶液を5分間かけて添加し(200ml/時)、同時に50mlのアクリル酸(AA)の溶液(50g/lのアクリル酸水溶液)を、250gのポリマーが合成される毎に供給した。 Stage 1 (A). 13.5 liters of deionized water were introduced into a 21 liter horizontal reactor autoclave equipped with baffles and a stirrer operating at 50 rpm. Then 6.6 g of 1,4-diiodoperfluorobutane (C 4 F 8 I 2 ) was added as a chain transfer agent. The temperature was brought to 90° C. and kept constant at a pressure of 20 bar Ass throughout the run by feeding VDF gaseous monomer. 15 ml of 100 g/l aqueous ammonium persulfate (APS) solution was added over 5 minutes (200 ml/h) and at the same time 50 ml of acrylic acid (AA) solution (50 g/l aqueous acrylic acid solution) was added so that 250 g of polymer Supplied as synthesized.

30分後、APS溶液を実行の全継続時間にわたり240ml/時の流動速度で供給した。700gのVDFガス状モノマーが供給されるとき、VDFの流れが遮断され、反応器が室温に冷却され、圧力が12バールに低下した。 After 30 minutes, the APS solution was fed at a flow rate of 240 ml/hour for the entire duration of the run. When 700 g of VDF gaseous monomer were fed, the VDF flow was interrupted, the reactor was cooled to room temperature and the pressure was reduced to 12 bar.

段階2(B)。ラテックスを反応器内に維持しながら、それぞれ92:8のモル比にVDF/HFPガス状混合物モノマーの供給を変化させた。温度を90℃にし、35バールの圧力を維持した。 Stage 2 (B). While maintaining the latex in the reactor, the VDF/HFP gaseous mixture monomer feed was varied to a molar ratio of 92:8 respectively. The temperature was brought to 90° C. and a pressure of 35 bar was maintained.

次いで、50mlのアクリル酸(AA)の溶液(50g/lのアクリル酸水溶液)を、250gのポリマーが合成される毎に供給し、APS溶液を実行の全継続時間にわたり350ml/時の流動速度で供給した。 Then 50 ml of a solution of acrylic acid (AA) (50 g/l aqueous solution of acrylic acid) was fed every time 250 g of polymer was synthesized and the APS solution was fed at a flow rate of 350 ml/h for the entire duration of the run. supplied.

3150gの混合物が供給されるとき、混合物の供給が遮断され、反応器が室温に冷却され、脱気され、ラテックスが回収された。最終反応時間は、161分間であった。 When 3150 g of the mixture had been fed, the mixture feed was shut off, the reactor was cooled to room temperature, degassed and the latex recovered. The final reaction time was 161 minutes.

そのようにして得られたブロックコポリマーは、94.7モル%のVDF、4.7モル%のHFP及び0.6モル%のアクリル酸(AA)モノマーを含有していた。 The block copolymer so obtained contained 94.7 mol % VDF, 4.7 mol % HFP and 0.6 mol % acrylic acid (AA) monomers.

そのようにして得られた水性ラテックスは、21.2重量%の固形分含有率を有していた。 The aqueous latex so obtained had a solids content of 21.2% by weight.

ブロックコポリマーは、ISO 13321に従って測定される時に231nmの平均一次径を有する粒子の形態で水性ラテックス中に分散され、(ASTM D3418に従って決定した)159.2℃の融点及び29.9J/gの結晶化のデルタHを有することがわかった。 The block copolymer was dispersed in the aqueous latex in the form of particles having an average primary diameter of 231 nm when measured according to ISO 13321 and had a melting point of 159.2°C (determined according to ASTM D3418) and 29.9 J/g of crystals. It was found to have a delta H of

粉末の形態のブロックコポリマーは、ラテックスを凍結融解すること、粉末を脱塩水(10回×15L)中で洗浄することによって回収され、最終的に80℃のベントオーブン内で一晩乾燥された。 The block copolymer in powder form was recovered by freeze-thawing the latex, washing the powder in demineralized water (10 times x 15 L) and finally drying in a vented oven at 80°C overnight.

ポリマー4(一般構造A-B-Aに適合する)の合成
HFP最終含有量は4.7モル%であった。
Synthesis of polymer 4 (conforming to general structure ABA) The final HFP content was 4.7 mol%.

段階1(B)。バッフル及び50rpmで作動するスターラーを装備した21リットルの水平反応器オートクレーブ内に13.5リットルの脱イオン水を導入した。次いで、連鎖移動剤として6.6gの1,4-ジヨードパーフルオロブタン(C)を添加した。温度を90℃にし、それぞれ92:8のモル比でVDF/HFPガス状混合物モノマーを供給することにより、試行全体を通して35バールAssの圧力で一定に維持した。250mlの100g/lの過硫酸アンモニウム(APS)水溶液を15分間かけて添加し(1L/時)、同時に50mlのアクリル酸(AA)の溶液(50g/lのアクリル酸水溶液)を、250gのポリマーが合成される毎に供給した。 Stage 1 (B). 13.5 liters of deionized water were introduced into a 21 liter horizontal reactor autoclave equipped with baffles and a stirrer operating at 50 rpm. Then 6.6 g of 1,4-diiodoperfluorobutane (C 4 F 8 I 2 ) was added as a chain transfer agent. The temperature was brought to 90° C. and kept constant throughout the run at a pressure of 35 bar Ass by feeding VDF/HFP gaseous mixture monomers in a molar ratio of 92:8 respectively. 250 ml of 100 g/l aqueous ammonium persulfate (APS) solution was added over 15 minutes (1 L/h) and simultaneously 50 ml of acrylic acid (AA) solution (50 g/l aqueous acrylic acid solution) was added to 250 g of polymer. Supplied as synthesized.

30分後、APS溶液を実行の全継続時間にわたり240ml/時の流動速度で供給した。3150gのVDF/HFPガス状混合物モノマーが供給されるとき、モノマー混合物の流れが遮断され、反応器が室温に冷却され、脱気された。 After 30 minutes, the APS solution was fed at a flow rate of 240 ml/hour for the entire duration of the run. When 3150 g of VDF/HFP gaseous mixture monomer was fed, the flow of monomer mixture was interrupted and the reactor was cooled to room temperature and degassed.

段階2(A)。ラテックスを反応器内に維持しながらVDFガス状モノマーの供給を変化させた。温度を90℃にし、VDFによって圧力を35バールに上げた。 Stage 2 (A). The VDF gaseous monomer feed was varied while the latex was maintained in the reactor. The temperature was brought to 90° C. and the pressure was raised to 35 bar by VDF.

50mlのアクリル酸(AA)の溶液(50g/lのアクリル酸水溶液)を、250gのポリマーが合成される毎に供給し、APS溶液を実行の全継続時間にわたり240ml/時の流動速度で供給した。 50 ml of a solution of acrylic acid (AA) (50 g/l aqueous solution of acrylic acid) was fed every time 250 g of polymer was synthesized and the APS solution was fed at a flow rate of 240 ml/h for the entire duration of the run. .

900gのVDFモノマーが供給されるとき、供給が遮断され、反応器が室温に冷却され、脱気され、ラテックスが回収された。最終反応時間は、112分間であった。 When 900 g of VDF monomer had been fed, the feed was cut off, the reactor was cooled to room temperature, degassed and the latex recovered. Final reaction time was 112 minutes.

そのようにして得られたブロックコポリマーは、94.7モル%のVDF、4.7モル%のHFP及び0.6モル%のアクリル酸(AA)モノマーを含有していた。 The block copolymer so obtained contained 94.7 mol % VDF, 4.7 mol % HFP and 0.6 mol % acrylic acid (AA) monomers.

そのようにして得られた水性ラテックスは、22重量%の固形分含有率を有していた。 The aqueous latex so obtained had a solids content of 22% by weight.

ブロックコポリマーは、ISO 13321に従って測定される時に304nmの平均一次径を有する粒子の形態で水性ラテックス中に分散され、(ASTM D3418に従って決定した)150.9℃の融点及び31.8J/gの結晶化のデルタHを有することがわかった。 The block copolymer was dispersed in the aqueous latex in the form of particles having an average primary diameter of 304 nm when measured according to ISO 13321 and had a melting point of 150.9° C. (determined according to ASTM D3418) and a crystallinity of 31.8 J/g. It was found to have a delta H of

粉末の形態のブロックコポリマーは、ラテックスを凍結融解すること、洗浄される粉末を脱塩水(10回×15L)中で洗浄することによって回収され、最終的に80℃のベントオーブン内で一晩乾燥された。 The block copolymer in powder form was recovered by freeze-thawing the latex, washing the washed powder in demineralized water (10 times x 15 L) and finally drying overnight in a vented oven at 80°C. was done.

上に記載されたように調製されるポリマーの特性表示を以下の表1に記載する。 Characterization of polymers prepared as described above are set forth in Table 1 below.

Figure 0007284170000006
Figure 0007284170000006

表1に提供される結果は、本発明による交互の軟質及び硬質ブロックを含むコポリマーが、比較として使用されるランダムコポリマーと比べてより低量の不溶性物質を有することを示した。 The results provided in Table 1 showed that copolymers containing alternating soft and hard blocks according to the invention had lower amounts of insoluble material compared to random copolymers used as comparisons.

結果として、本発明によるコポリマーは、リチウム電池における適用のためのスラリーの調製において有利に使用され得る。 As a result, the copolymers according to the invention can be advantageously used in the preparation of slurries for applications in lithium batteries.

溶融粘度(MV)値の差は、このような適用におけるコポリマーの挙動に悪影響を与えないことがわかった。 Differences in melt viscosity (MV) values were found not to adversely affect the behavior of the copolymers in such applications.

実施例1-電解質の膨潤
膨潤挙動は、炭酸塩混合物中への浸漬後にポリマー1及びポリマー2の成形試料の重量増加を測定することによって評価された。
Example 1 - Electrolyte Swelling Swelling behavior was evaluated by measuring the weight gain of molded samples of Polymer 1 and Polymer 2 after immersion in carbonate mixtures.

試験体は、凝固ラテックスから得られる粉末をステンレス鋼フレームにフラットプレスによって成形することによって得られた。ステンレス鋼フレームは、25mmの直径及び1.5mmの厚さを有する5つの円形試料を得るように設計された。ポリマー試料は、ポリマーの融解温度よりも60℃高い温度でポリマーを溶融すること、次に室温に冷却することによって得られた。 The specimens were obtained by flat-pressing a powder obtained from coagulated latex onto a stainless steel frame. A stainless steel frame was designed to obtain five circular samples with a diameter of 25 mm and a thickness of 1.5 mm. Polymer samples were obtained by melting the polymer at a temperature 60° C. above the melting temperature of the polymer and then cooling to room temperature.

円形ポリマー試料(Φ=25mm;厚さ1.5mm)は55℃で一晩乾燥された。それらの乾燥重量及び厚さを測定し、後でそれらをEC(エチレンカーボネート)中に浸漬した:DMC(ジメチルカーボネート)1:1(wt.)。試料の重量を、膨潤剤中に浸漬後に吸収プラトーが達せられるまで定期的に測定した。 Circular polymer samples (Φ=25 mm; thickness 1.5 mm) were dried overnight at 55°C. Their dry weight and thickness were measured and later they were immersed in EC (ethylene carbonate):DMC (dimethyl carbonate) 1:1 (wt.). The weight of the samples was measured periodically after immersion in the swelling agent until an absorption plateau was reached.

相対的な重量増加のプラトー値を以下の表1に記載する。 The relative weight gain plateau values are listed in Table 1 below.

実施例2-カソードへの乾燥接着
ポリオレフィンセパレーターをドクターブレードによってDMA、TPG及びPVDFの溶液(重量による成分比:9/9/1)でコートした。コーティング工程後に、セパレーターを70℃の真空下で乾燥させた。
Example 2 - Dry Adhesion to Cathode A polyolefin separator was coated by a doctor blade with a solution of DMA, TPG and PVDF (component ratio by weight: 9/9/1). After the coating process, the separator was dried under vacuum at 70°C.

このためセパレーターを積層し、コートされた表面をカソード電極に暴露した。 For this the separator was laminated and the coated surface was exposed to the cathode electrode.

カソード組成物は以下の通りであった:
PVDF SOLEF5130(登録商標)(ポリマーバインダー)2重量%
IMERYS製のカーボンブラックsuperC65(電子導電剤)3重量%
L&F製の酸化ニッケルマンガンコバルト(カソード活物質)95重量%
The cathode composition was as follows:
PVDF SOLEF5130® (polymer binder) 2% by weight
3% by weight of carbon black super C65 (electronic conductive agent) manufactured by IMERYS
Nickel manganese cobalt oxide from L&F (cathode active material) 95% by weight

カソードの多孔度は40%であった。 The porosity of the cathode was 40%.

カソード表面上へのセパレーターの積層を圧力、時間及び温度の以下の条件でハイドロリックフラットプレスを使用して実施した:1MPa、15分及び85℃。 Lamination of the separator onto the cathode surface was carried out using a hydraulic flat press under the following conditions of pressure, time and temperature: 1 MPa, 15 minutes and 85°C.

積層後にASTMD903に従って180°及び300mm/分で剥離試験を適用して接着強さを評価した。 After lamination a peel test was applied according to ASTM D903 at 180° and 300 mm/min to evaluate bond strength.

結果を以下の表2に要約する。 The results are summarized in Table 2 below.

Figure 0007284170000007
Figure 0007284170000007

ポリマー1及びポリマー2は、両方の比較例に対して乾燥積層及び膨潤性能の有利な組合せを示した。 Polymer 1 and Polymer 2 showed a favorable combination of dry lamination and swelling performance for both comparative examples.

ポリマー1及びポリマー2は、より低いか又は同等の膨潤指数と組み合わさった比較例よりも確かに高い積層強度を提供した。 Polymer 1 and Polymer 2 certainly provided higher lamination strength than the comparative examples combined with lower or comparable swelling indices.

Claims (15)

- 繰り返し単位の配列からなる少なくとも1つの第1のブロック[ブロック(A)]であって、前記配列が、1,1-ジフルオロエチレン(VDF)に由来する繰り返し単位と、少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合と-COOH及び-OHから選択される少なくとも1つの官能基とを含む少なくとも1つのモノマー[モノマー(M)]に由来する繰り返し単位と、からなる、少なくとも1つの第1のブロック[ブロック(A)]と、
- 繰り返し単位の配列からなる少なくとも1つの第2のブロック[ブロック(B)]であって、前記配列が、1,1-ジフルオロエチレン(VDF)、少なくとも1つのパーハロゲン化モノマー[モノマー(PF)]に由来する繰り返し単位と、上で定義した少なくとも1つのモノマー(M)に由来する繰り返し単位と、からなる、少なくとも1つの第2のブロック[ブロック(B)]とを含む、フッ素化ブロックコポリマー[コポリマー(F)]であって、
前記コポリマー(F)が、
-- 前記コポリマー(F)100モル%に基づいて1.5モル%~15モル%未満の総量の、前記少なくとも1つのモノマー(PF)に由来する繰り返し単位と、
-- 前記コポリマー(F)100モル%に基づいて0.05モル%~2モル%の総量の、前記モノマー(M)に由来する繰り返し単位とを含み、
100モル%までの残りの量が、VDFに由来する繰り返し単位である、フッ素化ブロックコポリマー[コポリマー(F)]。
- at least one first block [block (A)] consisting of a sequence of repeating units, said sequence being derived from 1,1-difluoroethylene (VDF) and at least one ethylene; and a repeating unit derived from at least one monomer [monomer (M)] containing a polyunsaturated double bond and at least one functional group selected from —COOH and —OH. Block [Block (A)];
- at least one second block [block (B)] consisting of a sequence of repeating units, said sequence being 1,1-difluoroethylene (VDF), at least one perhalogenated monomer [monomer (PF) ] and at least one second block [block (B)] consisting of repeating units derived from at least one monomer (M) as defined above . a block copolymer [copolymer (F b )],
The copolymer (F b ) is
-- a total amount of repeat units derived from said at least one monomer (PF) of from 1.5 mol % to less than 15 mol %, based on 100 mol % of said copolymer (F b );
-- repeating units derived from the monomer (M) in a total amount of 0.05 mol% to 2 mol% based on 100 mol% of the copolymer (F b ),
Fluorinated block copolymers [copolymers (F b )] in which the remaining amount up to 100 mol % are repeat units derived from VDF.
前記コポリマー(F)が、前記コポリマー(F)100モルに基づいて0.5モル%~1.9モル%の量の、前記モノマー(M)に由来する繰り返し単位を含む、請求項1に記載のコポリマー(F)。 The claim wherein said copolymer (F b ) comprises repeat units derived from said monomer (M) in an amount of 0.5 mol % to 1.9 mol % based on 100 mol % of said copolymer (F b ). 1 (F b ). 前記少なくとも1つのモノマー(PF)が、
~Cパーフルオロオレフィン;
- クロロ-及び/又はブロモ-及び/又はヨード-C~Cフルオロオレフィン;
- CF=CFOX
(式中、Xは、C~C12パーフルオロアルキル基;1個以上のエーテル基を有するC~C12パーフルオロオキシアルキル基;-CFORf2(式中Rf2、C ~Cパーフルオロアルキル基である)から選択される);
- パーフルオロジオキソール;
を含む、群の中から選択され、
及び/又は
前記少なくとも1つのモノマー(M)が、式(I):
Figure 0007284170000008
(式中、
- 互いに等しいか若しくは異なる、R、R及びRは独立して、水素原子及びC~C炭化水素基から選択され、
- ROHは、水素原子であるか又は少なくとも1個のヒドロキシル基を含むC~C炭化水素部分である)に適合する少なくとも1つの(メタ)アクリル系モノマー[モノマー(MA)]である、請求項1に記載のコポリマー(F)。
The at least one monomer (PF) is
- C2 - C8 perfluoroolefins;
- chloro- and/or bromo- and/or iodo- C2 - C6 fluoroolefins;
- CF2 = CFOX0
(wherein X 0 is a C 1 to C 12 perfluoroalkyl group ; a C 1 to C 12 perfluorooxyalkyl group having one or more ether groups; —CF 2 OR f2 (wherein R f2 is a C 1 to C 6 perfluoroalkyl groups );
- perfluorodioxole;
is selected from among the group containing
and/or said at least one monomer (M) is of formula (I):
Figure 0007284170000008
(In the formula,
- R 1 , R 2 and R 3 , equal or different from each other, are independently selected from hydrogen atoms and C 1 -C 3 hydrocarbon groups;
- R OH is a hydrogen atom or a C 1 -C 5 hydrocarbon moiety containing at least one hydroxyl group) with at least one (meth)acrylic monomer [monomer (MA)] compatible with The copolymer (F b ) of claim 1, wherein the copolymer (F b ) is
前記少なくとも1つのモノマー(PF)がC~Cパーフルオロオレフィンである、請求項1又は3に記載のコポリマー(F)。 Copolymer (F b ) according to claim 1 or 3, wherein said at least one monomer (PF) is a C 2 -C 8 perfluoroolefin . 前記コポリマー(F)が、前記コポリマー(F)100モルに基づいて2モル%~12モル%未満の量の、HFPに由来する繰り返し単位を含む、請求項4に記載のコポリマー(F)。 5. The copolymer (F b ) of claim 4, wherein the copolymer (F b ) comprises repeat units derived from HFP in an amount of from 2 mol % to less than 12 mol %, based on 100 moles of the copolymer (F b ) . ). 前記モノマー(MA)が、アクリル酸(AA)、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート(HPA)、ヒドロキシエチルヘキシルメタクリレート、ヒドロキシエチルヘキシルアクリレート、及びそれらの混合物を含む、群の中から選択される、請求項1に記載のコポリマー(Fb)。 the monomer (MA) is acrylic acid (AA), methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate (HEA), hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate (HPA), hydroxyethylhexyl methacrylate, hydroxyethylhexyl acrylate, and mixtures thereof Copolymer (Fb) according to claim 1, selected from the group comprising: 前記少なくとも1つのモノマー(MA)が、下記:
- 式:
Figure 0007284170000009
のヒドロキシエチルアクリレート(HEA)
- 式:
Figure 0007284170000010
のどちらかの2-ヒドロキシプロピルアクリレート(HPA)
- 式:
Figure 0007284170000011
のアクリル酸(AA)
- 及びこれらの混合物
から選択される、請求項6に記載のコポリマー(F)。
The at least one monomer (MA) is
- Formula:
Figure 0007284170000009
of hydroxyethyl acrylate (HEA)
- Formula:
Figure 0007284170000010
2-hydroxypropyl acrylate (HPA) of either
- Formula:
Figure 0007284170000011
of acrylic acid (AA)
- and mixtures thereof .
前記コポリマー(F)が、交互に配列したブロック(A)及びブロック(B)を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載のコポリマー(F)。 Copolymer (F b ) according to any one of the preceding claims, wherein the copolymer (F b ) comprises alternating blocks (A) and blocks (B). 1つのブロック(A)が2つのブロック(B)の間に挟まれ、且つ前記コポリマー(F)が以下の式:B-A-Bに適合するか;又は
1つのブロック(B)が2つのブロック(A)の間に挟まれ、且つ前記コポリマー(F)が以下の式:A-B-Aに適合する、請求項1~8のいずれか一項に記載のコポリマー(F)。
one block (A) is sandwiched between two blocks (B) and said copolymer (F b ) conforms to the following formula: BAB; or one block (B) is two A copolymer (F b ) according to any one of claims 1 to 8, sandwiched between two blocks (A) and wherein said copolymer (F b ) conforms to the following formula: ABA .
- 前記ブロック(A)が、1,1-ジフルオロエチレン(VDF)に由来する繰り返し単位及び請求項6又は7のいずれかに定義される通りのモノマー(MA)に由来する繰り返し単位の配列からなり;又
- 前記ブロック(B)が、1,1-ジフルオロエチレン(VDF)に由来する繰り返し単位、ヘキサフルオロプロペン(HFP)及び請求項6又は7のいずれかに定義される通りのモノマー(MA)の配列からなる、請求項1~9のいずれか一項に記載のコポリマー(F)。
- said block (A) consists of a sequence of repeating units derived from 1,1-difluoroethylene (VDF) and repeating units derived from monomers (MA) as defined in either claim 6 or 7 or - said block (B) is a repeating unit derived from 1,1-difluoroethylene (VDF), hexafluoropropene (HFP) and as defined in either claim 6 or 7 A copolymer (F b ) according to any one of claims 1 to 9, consisting of a sequence of monomers (MA) of
少なくともコポリマー(F)の一次粒子を含む水性分散体の形態の組成物[組成物(C1)]であって、前記コポリマー(F)が請求項1~10のいずれか一項に定義される通りである、組成物[組成物(C1)]。 A composition in the form of an aqueous dispersion [composition (C1)] comprising at least primary particles of a copolymer (F b ), wherein said copolymer (F b ) is defined in any one of claims 1 to 10 The composition [composition (C1)] as follows. 前記コポリマー(F)の前記粒子が、ISO 13321に従って測定されるとき1マイクロメートル未満の平均一次径を有する、請求項11に記載の組成物。 12. The composition of claim 11, wherein said particles of said copolymer ( Fb ) have an average primary diameter of less than 1 micrometer when measured according to ISO 13321. 請求項11及び12のいずれかに定義される通りの組成物(C1)で少なくとも部分的にコートされる基材層[層(S)]を含む電気化学セルのためのセパレーター。 Separator for electrochemical cells comprising a substrate layer [layer (S C )] at least partially coated with a composition (C1) as defined in any of claims 11 and 12. 以下の工程:
i)コートされていない基材層[層(LS)]を提供する工程と;
ii)請求項11及び12のいずれかに定義される通りの組成物(C1)を提供する工程と;
iii)工程(ii)の前記組成物(C1)を前記基材層(LS)の少なくとも一部の上に少なくとも部分的に適用して、このように、少なくとも部分的にコートされる基材層[層(S)]を提供する工程と;
iv)工程(iii)の前記層(S)を乾燥させる工程とを含む、請求項13に定義される通りの電気化学セルのためのセパレーターの製造方法。
The following steps:
i) providing an uncoated substrate layer [Layer (LS)];
ii) providing a composition (C1) as defined in any of claims 11 and 12;
iii) applying said composition (C1) of step (ii) at least partially onto at least part of said substrate layer (LS), thus at least partially coated substrate layer providing a [layer (S C )];
iv) drying said layer (S C ) of step (iii), and a method for manufacturing a separator for an electrochemical cell as defined in claim 13 .
請求項13に定義される通りの少なくとも部分的にコートされるセパレーターを含む、電気化学セル。 An electrochemical cell comprising an at least partially coated separator as defined in claim 13.
JP2020533134A 2017-12-19 2018-12-17 Fluorinated block copolymers and their applications Active JP7284170B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17208375 2017-12-19
EP17208375.0 2017-12-19
PCT/EP2018/085169 WO2019121494A1 (en) 2017-12-19 2018-12-17 Fluorinated block copolymers and application thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021507960A JP2021507960A (en) 2021-02-25
JP7284170B2 true JP7284170B2 (en) 2023-05-30

Family

ID=60915243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020533134A Active JP7284170B2 (en) 2017-12-19 2018-12-17 Fluorinated block copolymers and their applications

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11655325B2 (en)
EP (1) EP3728359B1 (en)
JP (1) JP7284170B2 (en)
KR (1) KR20200099182A (en)
CN (1) CN111511787B (en)
HU (1) HUE058248T2 (en)
PL (1) PL3728359T3 (en)
WO (1) WO2019121494A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11837415B2 (en) 2021-01-15 2023-12-05 KYOCERA AVX Components Corpration Solid electrolytic capacitor
CN114784454A (en) * 2022-06-17 2022-07-22 宁波长阳科技股份有限公司 High-temperature-resistant polyolefin microporous membrane and preparation method thereof
CN117801294A (en) * 2022-09-30 2024-04-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 Binder, preparation method, positive electrode slurry, secondary battery and electric device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011007862A1 (en) 2009-07-16 2011-01-20 ダイキン工業株式会社 Process for production of fluorine-containing block copolymer
JP2016501950A (en) 2012-12-21 2016-01-21 ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ イタリー エス.ピー.エー. Dense fluoropolymer film
JP2018515635A (en) 2015-03-16 2018-06-14 アーケマ・インコーポレイテッド Modified fluoropolymer
WO2018179697A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 株式会社クレハ Core-shell-type particles, use of same, and method for producing same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5439980A (en) * 1990-11-29 1995-08-08 Daikin Industries Process for preparing polymer
JPH0826087B2 (en) * 1990-11-29 1996-03-13 ダイキン工業株式会社 Novel polymer production method
AU2002335219A1 (en) * 2001-11-21 2003-06-10 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. Coating material for fuel cell separator
TWI437009B (en) * 2007-04-24 2014-05-11 Solvay Solexis Spa Vinylidene fluoride copolymers
CN103270058B (en) * 2010-12-22 2017-12-05 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 Vinylidene fluoride copolymer
KR101826388B1 (en) * 2010-12-22 2018-02-06 솔베이 스페셜티 폴리머스 이태리 에스.피.에이. Vinylidene fluoride and trifluoroethylene polymers
JP6095654B2 (en) * 2011-06-23 2017-03-15 ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ イタリー エス.ピー.エー. Method for manufacturing battery components
WO2013072216A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-23 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Method for manufacturing a polymer electrolyte separator and polymer electrolyte separator therefrom
FR2983484B1 (en) 2011-12-01 2015-02-20 Arkema France CONTROLLED RADICAL CONTROL COPOLYMERIZATION OF MONOMERS FLUORINATED BY XANTHATE OR TRITHIOCARBONATE
JP6398171B2 (en) 2013-10-11 2018-10-03 株式会社村田製作所 Lithium ion secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, electric tool and electronic device
FR3013513B1 (en) * 2013-11-20 2016-01-15 Commissariat Energie Atomique COPOLYMER FOR BIPOLAR BATTERY
CN104610518B (en) * 2015-01-19 2017-04-26 巨化集团技术中心 Preparation method of PVDF-PAA (polyvinylidene fluoride-polyacrylic acid) block copolymer
KR102546315B1 (en) 2015-09-25 2023-06-21 삼성전자주식회사 Electrode composite separator assembly for lithium battery and lithium battery including the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011007862A1 (en) 2009-07-16 2011-01-20 ダイキン工業株式会社 Process for production of fluorine-containing block copolymer
JP2016501950A (en) 2012-12-21 2016-01-21 ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ イタリー エス.ピー.エー. Dense fluoropolymer film
JP2018515635A (en) 2015-03-16 2018-06-14 アーケマ・インコーポレイテッド Modified fluoropolymer
WO2018179697A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 株式会社クレハ Core-shell-type particles, use of same, and method for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
US20210189046A1 (en) 2021-06-24
WO2019121494A1 (en) 2019-06-27
PL3728359T3 (en) 2022-05-23
KR20200099182A (en) 2020-08-21
EP3728359B1 (en) 2022-02-09
HUE058248T2 (en) 2022-07-28
JP2021507960A (en) 2021-02-25
EP3728359A1 (en) 2020-10-28
CN111511787A (en) 2020-08-07
CN111511787B (en) 2023-11-03
US11655325B2 (en) 2023-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7092743B2 (en) Fluorinated surfactant-free aqueous dispersion of vinylidene fluoride copolymer containing hydroxyl groups
KR101993590B1 (en) Waterborne fluoropolymer composition
CA2763635C (en) Aqueous polyvinylidene fluoride composition
JP7284170B2 (en) Fluorinated block copolymers and their applications
CN111492507A (en) Lithium ion battery diaphragm
KR20200128550A (en) Fluoropolymer binder coating for use in electrochemical devices
KR20140128421A (en) Method for the manufacture of composite separators
JP6959751B2 (en) Vinylidene Fluoride Copolymer Particles and Their Utilization
JP2023052144A (en) Method for stabilizing aqueous dispersions of fluorinated polymers
US20220271294A1 (en) Binder, slurry for solid-state battery, electrode for solid-state battery, and secondary solid-state battery
US20220271293A1 (en) Binder, slurry for solid-state battery, electrode for solid-state battery, and secondary solid-state battery
JP2018508928A (en) Electrode forming composition
JP2022538285A (en) Coating of battery separators
CN111615541A (en) Fluoropolymer compositions stable to PH changes
JP2024505339A (en) Battery separator coating

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230418

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230518

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7284170

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150